高温季节大体积混凝土基础施工的裂隙控制

来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文
发布时间：2012-08-16浏览：21次

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　　重钢科研楼是一幢28层的超高层建筑，其基础型式为桩承台，承台之间由900mm厚的底板连接。基础底板平面尺寸为75.50m×55.5m，设计要求在其中部设后浇带。施工时我们即以后浇带为界分成两块施工。每块长边均大于30m每一块的混凝土量均为2000余m3。该基础施工时正在盛厦，在施工中我们采用“温度信息化”施工，以掌握大体积砼的水化热大小以及砼内部不同深度温度场的升降变化规律，随时监测砼内部温度情况，采取相应的技术措施，从而防止贯穿裂缝的出现，保证了大体积砼的施工质量。
　　一、大体积砼的温度裂缝成因探究。
　　1、表面裂缝—产生在砼升温阶段
　　大体积砼在硬化期间水泥水化过程，会释放大量的水化热，使砼中心及基础中部区域产生高温（基础块厚的越大，温度越高，因砼表面和边界受气温影响，温度较低，这样形成了较大的内外温差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力，当温差超过一定的限度，其温度应力使新浇筑砼产生裂缝）。
　　2、收缩裂缝—产生在砼降温阶段
　　当砼降温时，砼由于逐渐散热而产生的收缩再加上砼硬化过程中，由于砼内部拌合水的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝为作用，促进了砼的收缩。这两种收缩在进行时由于受到基底及结构本身的约束，以致产生较大的收缩应力（拉应力），当这种收缩应力超过一定的限度，其所产生的温度应力就会在新浇筑砼基础中产生收缩裂缝。如果裂缝贯穿砼基础全断面，成为结构性裂缝。
　　二、大体积砼裂缝控制技术措施
　　由以上分析可知，引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚使砼出现早期温升和后期降温现象，我们选用下列主要的措施来降低水化热。
　　（一）砼材料质量控制措施
　　1、所选材料必须符合现行国家标准规定。
　　2、选用中低热的水泥品种，我们选用了425#矿渣硅酸盐水泥。
　　3、利用砼后期强度，在征得设计单位同意后采用R60替代R28作为设计强度，以减小每m3砼的水泥用量。
　　4、加减水剂，减少砼的水泥用量和用水量。
　　5、粗细骨料的选择。
　　（1）选用5-40mm碎石，在相同水灰比情况下减少每m3砼的用水量和水泥用量。
　　（2）选用中砂为细骨料。
　　（3）控制砂、石的含泥量，石子含泥量控制在1%之内，砂的含泥量控制在2%之内。
　　6、采用良好砼配合比，砼坍塌度要求7cm，砼初凝时间要求大于10小时。
　　7、控制砼料出机温度。
　　在砼料中，对砼出机温度影响最大的是石子和水的温度，砂则次之，为进一步降低砼料的出机温度，施工时要求在砂、石堆场搭设简易遮阳棚，必要时向骨料喷冷水。
　　（二）大体积砼的施工措施
　　1、采用不漏浆的料斗吊砼料到位。
　　2、施工采用“分段定点、一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次列顶”的斜面浇筑方法，以缩小砼暴露面积及加大浇筑强度等措施来缩短浇筑时间。
　　3、组织好振捣棒的走向，保证砼振捣密实及防止漏振。
　　4、砼表面处理：在砼初凝前1-2小时，先用长标尺按标高刮平，然后再砼初凝前用工具标压两次，以闭合砼的早期收缩裂凝。
　　（三）、大体积砼的养护措施
　　砼浇筑后10小时之内在其表面覆盖一层塑料薄膜和两层草包，并要求选缝覆盖，让其自身湿养护，后浇带采用封闭养护。
　　（四）控制答大体积砼的降温速度
　　桩基承台砼强度等级较高（R60=C40），水泥用量较大（每m3砼中含425#矿渣水泥390kg），水化热产生的温度较高，若降温太快，砼徐变性质将得不到发挥，没有应力和驰效应，结构容易呈弹性脆裂，因此缓慢降温能大量减少基础底板内拉应力，有效地减少裂缝，延长了湿养护时间，减少了砼的收缩。
　　三、大体积砼施工时的温度监控
　　（一）砼温度控指标
　　1、砼中心温度与表面温度差值△≤30℃
　　2、降温速率YT≤2℃/昼夜
　　（二）测温仪表及测温点元件
　　这次砼测温采用铜—康铜热电偶作温度测试的传感器，二次仪表采用数字显示温度仪，二者由油浸转换升关联接。
　　（三）测温点布置
　　1、测温点布置原则
　　测温点必须具有代表性，能全面反映大体积砼各部位的温度，从大体积砼高度断面考虑，应包括底面，中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边多区。
　　2、测温点布置
　　主楼部位底板厚1800mm，裙房部位底板厚1000mm，在1000mm厚区域内有1600mm厚的承台，平面尺寸为30×30m的正方形，故考虑监测其1/4面积即可，在这个范围内共布置12个监测部位约50个测温点（如图一所示）。
　　
　　
　　图一：测量点布置
　　3、基坑上、下部空间各设置一个环境测温点，基础表面包括侧模附近设置2个测温点。测温点埋入草袋内，测试其保温效果。
　　（四）温度监测制度
　　1、测温从砼浇筑后3小时开始，每2小时测温一次，着重报告砼中心与表面以及表面与环境温度或保温层之间的温差，7天以后每4小时测温一次。
　　2、测温结束时间均的各部位温差进入安全范围（ΔT≤25℃）可以撤除保温措施为条件。
　　（五）1、测温结果分析：（图二：温度曲线图）
　　
　　
　　图二：温度曲线图
　　2、在1.8m厚承台处，该区砼中心最高温度出现在砼浇筑后第三天，即7月20日的0：00至7月21日2：00时之间为71℃，中心——上表面温差为24.5℃，属于安全温差24.5℃‹25℃，其它差值在18℃-24℃之间。
　　（六）保温保湿措施
　　大体积砼由于砼硬化期间所释放的大量水化热聚集在大体积砼的中心部位，使中心部位的温度急剧上升，与上表面温度形成较大的温差，使砼产生温度裂缝。因此，必须采取保温保湿措施。我们在该基础表面采取的措施是在塑料薄膜保湿基础上加盖两层草包，通过前后两次共20天的监测试结果及大体积砼基础差后检查，未发现有不允许的结构性裂缝，表明这种措施是有效的。
　　四、对于控制和防止大体积砼温度裂缝的认识
　　通过以上技术措施和严密的监控，该基础承台大体积砼施工取得了成功，未出现任何影响砼质量的问题，总结经验，严格控制砼的水泥用量，选用的低水化热水泥。掺加合适的外加剂，优化砼配合比，提高砼的搅拌质量合理选择浇灌时间，完善浇筑工艺，提高操作质量及加强养护以提高砼浇筑全过程的施工工艺水平来提高砼的抗裂度，这样在常规施工情况下也能控制和防止大体积砼的温度裂缝达到质量合格的要求。